Question

100L水煤气燃烧后共放出热量1143.3kj． CO（g）+O₂（g）=CO₂（g）；△H=-282.85kj．
H₂（g）+O₂（g）=H₂O（l）；△H=-285.8kj．该水煤气是由H₂、N₂、CO和CO₂组成的混合气体．通入60LO₂中燃烧后得到65L气体，再与NaOH溶液振荡后体积变为20L（以上体积均在标准状况下测定）．这种水煤气中各种气体的体积是多少？

Answer

4种气体中能燃烧的是H2和CO，二者燃烧放出的热量是1143.3kJ；由方程式可知CO和H2燃烧后，气体的体积均减少；
设100L水煤气中有H2xL，CO为yL．根据放出的热量及气体的体积减少列方程计算x、y的值，
被NaOH溶液吸收的是CO2，而CO2的来源一是原来混合物含有的，二是由CO燃烧生成的．根据CO计算出生成的CO2体积，被NaOH溶液吸收的CO2的体积减去CO生成的CO2体积即为原混合气体中CO2体积，
原混合气体总体积减去H2、CO2、CO三者体积即为N2体积．
【解析】
设100L水煤气中有H2xL，CO为yL，
由反应热可知：
CO（g）+ O2（g）=CO2（g）；△H=-282.85kJ/mol
1mol                         282.85kJ
                   m
m=×282.85kJ
H2（g）+ O2（g）=H2O（l）；△H=-285.8kJ/mol
1mol                         285.8kJ
                  n
n=×285.8kJ
故得：×282.85kJ+×285.8kJ=1143.3…①
由体积关系有：
CO（g）+ O2（g）=CO2（g） 体积减少△V
1                   1         0.5
y                   y         0.5y
H2（g）+ O2（g）=H2O（l）体积减少△V
1                             1.5
x                             1.5x                     
故得1.5x+0.5y=100+60-65…②
联立①②，解得x=50（L），y=40（L）
NaOH吸收CO2的体积为65L-20L=45L，所以原煤气中CO2的体积为45L-40L=5L，N2的体积为100-50-40-5=5L，
答案：100L这种水煤气中含H250L、CO40L、CO25L、N25L．